JP2016528722A - 発光ダイオードデバイス - Google Patents

Abstract

本発明の実施形態に従ったデバイスは、導電基体上にマウントされたＬＥＤを含む。ＬＥＤを覆ってレンズが配設されている。導電基体を覆って且つレンズと直に接触して、ポリマーボディが成形されている。

Description

本発明は、別にパッケージングされたＬＥＤを有さずにシステムに一体化された固体光源を用いるランプセットに関する。

ＬＥＤを含む固体照明システムは、一般に、ＬＥＤパッケージの中に１つ以上のＬＥＤダイを有し、ＬＥＤパッケージが、共同設置されるか別個に接続されるかの何れかとされ得る電気的なドライバと時々組み合わされて、印刷回路基板（ＰＣＢ）上にアセンブリされる。ＬＥＤを含んだＰＣＢは、１つ以上の補助光学系と組み合わされ、電球内に置かれ、ランプへとアセンブリされる。例えばＬＥＤパッケージ、ＰＣＢ、補助光学系、電球、及びランプを含む複数のレイヤのパッケージングは、サイズ、コスト、及びランプを製造することの複雑さを増大させる。また、複数レイヤのパッケージングは、ランプからの光の取り出しを低減させ得る。何故なら、パッケージングのそれらのレイヤの各々から光が取り出されなければならず、また、パッケージングの各レイヤが一般に幾らかの光を吸収するからである。これらと同じ複数レイヤのパッケージングはまた、ＬＥＤからの熱の取り出しの効率を低下させ、それ故に、それらの光効率を更に低下させてしまい得る。

発光ダイオード（ＬＥＤ）、共振器型（resonant cavity）発光ダイオード（ＲＣＬＥＤ）、垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）及び端面発光レーザを含む半導体発光デバイスは、現在利用可能な最も効率的な光源の中にある。可視スペクトルで動作可能な高輝度発光デバイスの製造において現在関心ある材料系は、ＩＩＩ−Ｖ族半導体、特に、ガリウム、アルミニウム、インジウム、並びに窒素及び／又はリンの二元、三元、及び四元合金を含む。典型的に、ＩＩＩ−Ｖ族発光デバイスは、有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）又はその他のエピタキシャル技術により、サファイア、炭化シリコン（シリコンカーバイド）、シリコン、ＩＩＩ族窒化物、ＧａＡｓ、又はその他の好適な基板の上に、異なる組成及びドーパント濃度の複数の半導体層のスタック（積層体）をエピタキシャル成長することによって製造される。スタックは、しばしば、基板上に形成された、例えばＳｉでドープされた１つ以上のｎ型層と、該１つ以上のｎ型層上に形成された活性領域内の１つ以上の発光層と、活性領域上に形成された、例えばＭｇでドープされた１つ以上のｐ型層とを含んでいる。これらｎ型領域及びｐ型領域の上に、電気コンタクトが形成される。

本発明の１つの目的は、導電性の基体に取り付けられ、且つ、例えば電球又はランプセット全体として使用され得る完全な照明ユニットを形成する成形体内に配置された１つ以上のＬＥＤを提供することである。

本発明の実施形態に従ったデバイスは、導電基体上にマウントされたＬＥＤを含む。ＬＥＤを覆ってレンズが配設されている。導電基体を覆って且つレンズと直に接触して、ポリマーボディが成形されている。

本発明の実施形態に従った方法は、導電基体上にＬＥＤを取り付け、ＬＥＤ及び導電基体を覆ってボディを成形することを含む。ボディは熱伝導性且つ電気絶縁性である。ＬＥＤと導電基体の一部とを覆って配設されたレンズが、ボディから突出する。

成形体内に配置されたＬＥＤを含む構造を例示する図である。ＬＥＤを覆うレンズとＬＥＤが取り付けられた導電基体からのリードとが成形体から突出している。 ＬＥＤの一例を示す図である。 図１に示した構造の断面図である。 本発明の一実施形態の側面図である。 本発明の一実施形態の側面図である。 図１、３、４及び５に示した構造を製造する方法を例示する図である。

以下の例では、半導体発光デバイスは、青色光又はＵＶ光を発するＩＩＩ族窒化物ＬＥＤであるが、例えばレーザダイオードなどの、ＬＥＤ以外の半導体発光デバイスや、例えばその他のＩＩＩ−Ｖ族材料、ＩＩＩ族リン化物、ＩＩＩ族ヒ化物、ＩＩ−ＶＩ族材料、ＺｎＯ、又はＳｉ系材料などの、その他の材料系からなる半導体発光デバイスや、半導体ではない発光デバイスが使用されてもよい。

本発明の実施形態においては、ＬＥＤを覆ってレンズが形成される。ＬＥＤは導電性のフレーム又は基体の上にマウントされており、ＬＥＤ、レンズ及び導電基体の周囲にボディ（本体）が成形される。図１は、本発明の一実施形態を例示している。成形されたボディ（成形体）１４が図１の中心に示されている。成形体１４は例えばポリマーとし得る。一部の実施形態において、成形体１４は熱伝導性のプラスチックであり、それがＬＥＤから空気又は導電基体へと熱を伝導し、そこでデバイスから熱が除去され得る。ＬＥＤを覆って形成されたレンズ４２の一部が、成形体１４の頂部から突出している。ＬＥＤが上にマウントされた導電基体に電気的に接続されるか該基体の一部であるかの２つのリード１６が、成形体１４の底部から突出している。

図１の構造は、唯一のＬＥＤを成形体内に配置して含んでいるが、他の実施形態においては、複数のＬＥＤが成形体内に配置され得る。また、図１の構造は、成形体の頂部から突出するレンズ４２と、成形体の底部から突出するリード１６とを示しているが、本発明の実施形態はこの構成に限定されない。例えば、成形体の頂部から突出するレンズ４２に代えて、あるいは加えて、１つ以上のレンズが成形体の側部又は底部から突出してもよい。成形体は、図示した形状に限定されない。

図２は、好適なＬＥＤの一例を示している。如何なる好適なＬＥＤ又はその他の発光デバイスが使用されてもよく、本発明は、図２に示したＬＥＤに限定されない。図２に示したデバイスはフリップチップであり、すなわち、ＬＥＤボディ２５の底部上の１つ以上の反射性のコンタクトが、ＬＥＤの頂部から出てレンズ４２に入るように光を方向付ける。その他のデバイス幾何構成が使用されてもよく、本発明はフリップチップＬＥＤに限定されない。

図２に示したＬＥＤは、以下のように形成され得る。成長基板（図２に示さず）上に、技術的に知られているように、半導体構造２２が成長される。成長基板はサファイアであることが多いが、例えばＳｉＣ、Ｓｉ、ＧａＮ、又は複合基板など、如何なる好適基板であってもよい。半導体構造２２は、半導体構造は、ｎ型領域とｐ型領域との間に挟まれた発光領域又は活性領域を含む。先ずｎ型領域２４が成長され得る。ｎ型領域２４は、異なる組成及びドーパント濃度の複数の層を含み得る。該複数の層は、例えば、ｎ型あるいは意図的にはドープされないものとし得るバッファ層若しくは核生成層などのプリパレーション層及び／又は成長基板の除去を容易にするように設計される層と、発光領域が効率的に発光するのに望ましい特定の光学特性、材料特性若しくは電気特性に合わせて設計されるｎ型、若しくはｐ型であってもよい、デバイス層とを含み得る。ｎ型領域上に、発光領域又は活性領域２６が成長される。好適な発光領域の例は、単一の厚い若しくは薄い発光層、又はバリア層によって分離された複数の薄い若しくは厚い発光層を含んだマルチ量子井戸発光領域を含む。次いで、発光領域上に、ｐ型領域２８が成長され得る。ｎ型領域と同様に、ｐ型領域は、異なる組成、厚さ及びドーパント濃度の複数の層を含むことができ、該複数の層は、意図的にはドープされていない層又はｎ型層を含んでいてもよい。

半導体構造の成長後、ｐ型領域の表面上にｐコンタクトが形成される。ｐコンタクト３０は、しばしば、例えば反射メタル及びガードメタルなどの複数の導電層を含む。ガードメタルは、反射メタルのエレクトロマイグレーションを防止あるいは抑制し得る。反射メタルは銀であることが多いが、１つ以上の如何なる好適材料が使用されてもよい。ｐコンタクト３０を形成した後、ｎコンタクト３２が上に形成されるｎ型領域２４の部分を露出させるよう、ｐコンタクト３０、ｐ型領域２８及び活性領域２６の一部が除去される。ｎコンタクト３２とｐコンタクト３０は、例えばシリコンの酸化物又はその他の好適材料などの誘電体３４で充填され得る間隙によって、互いに電気的にアイソレート（分離）される。複数のｎコンタクトビアが形成されてもよく、ｎコンタクト３２及びｐコンタクト３０は、図２に例示した構成に限定されない。ｎ及びｐコンタクトは、技術的に知られているように、誘電体／金属スタックを有するボンドパッドを形成するように再分配されてもよい。

厚い金属パッド３６及び３８が、ｎコンタクト及びｐコンタクトの上に形成され且つそれらに電気的に接続される。パッド３８がｎコンタクト３２に電気的に接続されている。パッド３６がｐコンタクト３０に電気的に接続されている。パッド３６及び３８は、誘電体層材料で充填され得る間隙４０によって、互いに電気的にアイソレートされる。間隙４０は、一部の実施形態において、隣接し合うＬＥＤ１０を隔てる材料１２と同じ材料で充填されてもよく、一部の実施形態において異なる固体材料で充填されてもよく、あるいは一部の実施形態において空気で充たされてもよい。パッド３８は、ｐコンタクト３０の一部を覆って延在し得る誘電体３４によってｐコンタクト３０から電気的にアイソレートされる。パッド３６及び３８は、例えば、めっき又はその他の好適技術によって形成される金、銅、合金、又はその他の好適材料とし得る。パッド３６及び３８は、一部の実施形態において、成長基板が除去されることができるように半導体構造２２を支持するのに十分な厚さである。

一部の実施形態において、厚い金属パッド３６及び３８に代えて、例えばシリコン、セラミック、金属、又はその他の好適材料とし得るホスト基板に、半導体構造が取り付けられる。一部の実施形態において、成長基板は半導体構造に取り付けられたままである。成長基板は、薄化されてもよく、且つ／或いはテクスチャ加工、粗面加工若しくはパターニングされてもよい。

単一のウエハに多数の個々のＬＥＤ１０が形成される。隣接し合うＬＥＤ１０間の領域において、基板まで下方にエッチングすることによって半導体構造が完全に除去され、あるいは、半導体構造が電気絶縁層まで下方にエッチングされる。ＬＥＤ１０間の領域に誘電体材料１２が配置される。材料１２は、例えばダイシングなどの後続処理においてＬＥＤ１０の側面を機械的に支持及び／又は保護し得る。材料１２はまた、ＬＥＤ１０の側面から光が逃げるのを阻止するかそのような光の量を低減するかであるように形成され得る。

そして、ＬＥＤのウエハから成長基板が除去される。成長基板は、例えば、レーザ溶融、エッチング、例えば研削などの機械技術、又はその他の好適技術によって除去され得る。成長基板を除去した後に、ＬＥＤ１０の半導体構造２２が薄化されてもよく、且つ／或いは、露出された頂面が、例えばＬＥＤ１０からの光取り出しを向上させるために、粗面加工、テクスチャ加工若しくはパターニングされてもよい。

一部の実施形態において、成長基板を除去することによって露出されたＬＥＤ１０の表面に、あるいは、成長基板が半導体構造に取り付けられたままであるデバイスにおける成長基板に、波長変換層２０が接続される。波長変換層２０は、如何なる好適技術によって形成された如何なる好適材料であってもよい。複数の波長変換層が使用されてもよい。波長変換材料は、従来からの蛍光体、有機蛍光体、量子ドット、有機半導体、ＩＩ−ＶＩ若しくはＩＩＩ−Ｖ族半導体、ＩＩ−ＶＩ若しくはＩＩＩ−Ｖ族半導体量子ドット若しくはナノ結晶、染料、ポリマー、又は発光するその他の材料とし得る。様々な実施形態において、波長変換層２０は、例えば、ディスペンス、スクリーン印刷、ステンシル、あるいはプリフォーム（事前形成）されてＬＥＤ１０上にラミネートされる例えばシリコーンなどの透明材料と混合された１つ以上の粉末蛍光体、又は、ＬＥＤ１０に接着あるいは接合されるプリフォームされた発光セラミック又はガラス若しくはその他の透明材料に分散された蛍光体とし得る。

波長変換層２０は、ＬＥＤによって発せられた光を吸収して、１つ以上の異なる波長の光を発する。必ずしもそうである必要はないが、ＬＥＤによって発せられた未変換の光が、この構造から取り出される光の最終的なスペクトルの一部をなすことが多い。一般的な組み合わせの例は、黄色発光の波長変換材料と組み合わされた青色発光のＬＥＤ、緑色発光及び赤色発光の波長変換材料と組み合わされた青色発光のＬＥＤ、青色発光及び黄色発光の波長変換材料と組み合わされたＵＶ発光のＬＥＤ、並びに青色発光、緑色発光及び赤色発光の波長変換材料と組み合わされたＵＶ発光のＬＥＤを含む。構造から発せられる光のスペクトルを調節するために、他の色の光を発する波長変換材料が追加されてもよい。

波長変換層２０には、例えば散乱を生じさせたり層の屈折率を変化させたりするための非波長変換材料が付加されてもよい。好適な材料の例は、シリカ及びＴｉＯ_２を含む。一部の実施形態において、波長変換材料はデバイスに使用されない。

波長変換層２０を形成すること又はプリフォームされた波長変換層２０をＬＥＤに取り付けることの前又は後に、ＬＥＤのウエハが個々のＬＥＤ又はＬＥＤ群へとダイシングされ得る。ＬＥＤボディ２５を取り囲む誘電体１２を切断することによって、図２に示したＬＥＤがウエハから分離される。

ＬＥＤを覆って光学素子４２が配設される。光学素子４２は、ＬＥＤによって発せられた光のパターンを変化させ得る構造体である。好適な光学素子の例は、例えばドームレンズ及びフレネルレンズなどのレンズや、例えば光学集光器などのその他の構造を含む。言葉の簡潔さのため、ここでは光学素子４２をレンズとして参照する。レンズ４２は、ＬＥＤボディ２５に接着若しくはその他の方法で取り付けられるプリフォームされたレンズ、又は、例えば成形（モールド）することによってＬＥＤボディ２５上に形成されるレンズとし得る。レンズ４２は、しばしば、図２に示すように、ＬＥＤ２５の側面を覆って延在する。一部のケースにおいて、１つの物理的なレンズが２つ以上のＬＥＤを覆い得る。複数のＬＥＤを覆う１つのレンズの使用は、システムの光学性能において利点を有し得る。何故なら、導電基体上に複数のＬＥＤを置くことにより、好適な単一の物理的なレンズの中に、異なる色、異なる形状、及び／又は異なる電気性能のＬＥＤを、特定の光結合を有するように互いに近接させて配置することができるからである。

成形レンズ４２は、以下のように形成され得る。レンズ４２の形状にされた内部を有する金型が、ＬＥＤボディ２５を覆うように下げられる。金型は場合により、金型への成形材料の貼り付きを防止する非粘着フィルムでライニング（裏打ち）され得る。一部の実施形態において、ＬＥＤボディへの成形材料の接着を向上させるために、例えばＯ_２プラズマなどのプラズマがＬＥＤボディ２５の頂面に適用される。金型とＬＥＤボディ２５との間の領域が、熱硬化性の液状成形材料で充填される。成形材料は、例えばシリコーン、エポキシ、又は合成シリコーン／エポキシなどの、光学的に透明な好適材料とし得る。成形材料の熱膨張係数（ＣＴＥ）をＬＥＤボディ２５のそれといっそう近く一致させるために、合成物が使用されてもよい。シリコーン及びエポキシは、ＬＥＤからの光取り出しを支援するとともにレンズとして作用するのに十分な高さの屈折率（１．４より高い）を有する。１つのタイプのシリコーンは１．７６の屈折率を有する。一部の実施形態において、例えば蛍光体などの波長変換材料が成形材料内に分散される。分散された波長変換材料を有する光学素子は、波長変換層２０の代わりに用いられてもよいし、それに加えて用いられてもよい。ＬＥＤボディ２５と金型との間に真空シールが作り出され得るとともに、これら２つのピースが互いに押し当てられることで、ＬＥＤが液状成形材料に挿入されて成形材料が圧縮下に置かれるようにされ得る。そして、金型が、成形材料をレンズ４２へと硬化させるのに適した時間にわたって、例えば約１５０℃又はその他の好適温度まで加熱され得る。その後、図２に示したような完成デバイスが金型から解放される。

レンズ４２は、後述のように、導電基体にＬＥＤを取り付ける前又は後に、ＬＥＤボディ２５の上に形成され得る。

図３は、図１に示した構造の断面図である。

図３に示すように、パッド３６及び３８が、導電性の基体１８に電気的且つ物理的に取り付けられる。導電基体１８は、金属、例えばポリイミドなどのフレキシブルなポリマー、又はポリマー成形に必要な温度に晒されること（例えば、２６０℃を超える温度に１０秒より長く）に耐え得るその他の好適材料とし得る。一部の実施形態において、導電基体１８は、例えばＣ１９４銅など、少なくとも１００Ｗ／ｍＫの熱伝導率を有する材料である。導電基体１８は、ＬＥＤ上のアノード接続及びカソード接続（図２に示したデバイスにおいてパッド３６及び３８）に電気的に接続する電気アイソレートされた部材と、その他の回路素子とを含む。導電基体１８は、成形体から突出した外側部分を含んでいる。外側部分は、ＬＥＤが発光するようにＬＥＤを順バイアスするため、導電基体に電流を供給し得る電源に導電基体を電気接続するために使用される。図１及び３に示した構造において、導電基体の外側部分は、適切なソケットに差し込まれ得る２つのリード１６である。図１及び３に示したリード１６の代わりに、例えば電球のねじ込み式キャップ端や、ＰＡＲ１６ソケット、Ｐ２１ソケット若しくはその他の好適な標準ソケットに使用されるのに適した構造などの好適構造が使用されてもよい。

１つ以上の必要に応じての付加的な回路素子４４が、成形体１４の内部又は外部で導電基体１８に取り付けられてもよい。付加的な回路素子４４は、非発光の回路素子とし得る。付加的な回路素子４４は、例えば、静電放電保護回路、電力調整回路、ドライバ回路、制御回路、リード付き抵抗器、リード付きダイオード、又はその他の好適回路素子とし得る。リード付きの抵抗器及びダイオードは、両端にリード（長いワイヤ）を有する標準的なディスクリート回路素子である。これらのデバイスは、例えばはんだ付け、レーザ溶接、及び抵抗溶接などの技術を用いて導電基体に簡便に接続され得る。リード付き部品は例えばＬＥＤといった温度に敏感な回路素子から、例えば抵抗体といった熱源を取り除くことが望まれるときに使用される。付加的な回路素子４４は、図１及び３に示すように成形体１４の中に完全に包み込まれてもよいし、付加的な回路素子４４の全て又は一部が成形体１４から突出してもよい。

成形体１４は、例えばプラスチック、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ＰＰＡ、ＰＰＳ、又は例えばシリコーンゴムなどのポリマーを含め、如何なる好適材料であってもよい。一部の実施形態において、成形体１４は、少なくとも１Ｗ／ｍＫの熱伝導率を有する熱伝導性のプラスチックである。一部の実施形態において、熱伝導性プラスチックの使用は、付加的なヒートシンクの必要性を取り除く。一部の実施形態において、成形体１４は、例えばリード１６などの成形体１４内に配置された部分同士を電気的にアイソレートするために、少なくとも１００００Ω・ｍの電気抵抗率を有する例えばプラスチックなどの材料である。

一部の実施形態において、成形体１４の一部が、電気絶縁性の塗料４６で塗装あるいは被覆される。例えば、成形体１４から突出する導電基体１８の部分に成形体１４の熱伝導性プラスチックが直に接触しないよう、図３に示すように、リード１６が突出する成形体部分が電気絶縁性塗料で塗装され得る。電気絶縁性塗料は、成形体１４として導電性のプラスチック又はポリマーを使用することを可能にする。一部の実施形態において、回路素子を電磁干渉（ＥＭＩ）から保護するため、及び／又は回路が非ＤＣの電気波形で駆動されたり非ＤＣの電気波形を内部生成するときに電気ノイズを抑制あるいは排除するために、電気シールドを提供するように導電性の成形体１４が使用され得る。

一部の実施形態において、ボディ１４は、例えばグラファイト充填されたポリカーボネートなどの導電性ポリマーから成形される。導電性の成形体１４は、それ自体でデバイスの電気回路の一部を形成することができ、それにより、追加の別個のコンポーネントの必要性を除去するとともに、潜在的に熱を成形体１４内に分配したり熱を成形体１４から取り除いたりし得る。

一部の実施形態において、成形体１４は外表面に、周囲空気への直接的な熱結合を提供するフィンを含む。それらのフィンは、効率的な放熱構造を作り出すための技術的に周知の手順を用いて設計され得る。

図３に示すように、一部の実施形態において、成形体１４はレンズ４２の少なくとも一部を覆う。成形体１４はレンズ４２の一部と直に接触している。成形体１４は、典型的に不透明であるが、一部の実施形態において透明又は半透明であってもよい。

図４及び５は、本発明の一実施形態の側面図である。図４は、図５に示す見た目から９０°回転されている。図１及び３に示した構造と同様に、図４及び５に示す構造において、ＬＥＤが取り付けられた導電基体の一部であるかそれに取り付けられているかであるリード１６が、成形されたボディ（成形体）１４の底部から突出している。

３つのグループのＬＥＤに対応するレンズが、成形体１４から突出している。軸６４に沿って成形体１４の頂部からレンズ５８が突出している。軸６４から１２０°である軸６６に沿って成形体からレンズ６０が突出している。軸６４から２４０°である軸６８に沿って成形体からレンズ６２が突出している。従って、図４及び５に示した構造は、３つの異なる方向に光を向けることができる。

レンズ５８、６０及び６２の各々は、単一のＬＥＤを覆って、あるいは直線状又はその他の好適構成にて配置された複数のＬＥＤを覆って配設され得る。レンズ５８、６０及び６２が複数のＬＥＤを覆って配設される実施形態において、レンズは、単一ピースであってもよいし、ＬＥＤごとの上に配設された個々のレンズであってもよい。例えば、図４に示すように、レンズ５８は、４つのＬＥＤの上に位置合わせされたレンズ５０、５２、５４及び５６を含み得る。レンズ５０、５２、５４及び５６は、個々のＬＥＤの上に別々に置かれた別々のレンズであってもよいし、図示のように４つのドームを含んだ単一の一体化されたピースであってもよい。

図５に示すように、レンズ５８、６０及び６２は同じ形状である必要はない。レンズの形状は、構造体から発せられる光の外観を制御し、そして、用途に依存する。

図４及び５に示した構造内の複数のＬＥＤを個別に指定（アドレッシング）する制御回路は、成形体１４の中に配置されてもよいし、図示した構造とは別であってもよい。

図６は、図１、３、４及び５に示したデバイスを形成する方法を例示している。プロセス７２にて、導電基体にＬＥＤが取り付けられる。一部の実施形態において、例えば２８０−３５０℃の範囲内であり得る典型的なプラスチック成形温度に晒されても機能しなくならないダイ取付け技術を用いて、導電基体上にＬＥＤチップがマウントされる。導電基体にＬＥＤを取り付けることには、例えば銀のダイ取付けエポキシ又は共晶ＡｕＳｎはんだなどの如何なる好適材料が使用されてもよい。一部の実施形態において、ＬＥＤチップに加えて、電気回路を築き上げるその他の構造も基体に取り付けられ得る。一部の実施形態において、ダイ取付けの後、ＬＥＤ及び／又はその他の回路素子に１つ以上のワイヤがボンディングされて、ＬＥＤ及び／又はその他の回路素子への電気接続が完成される。

一部の実施形態において、プロセス７２の後、ＬＥＤを覆ってレンズが成形される。一部の実施形態において、プラスチック射出成形にかけられたときにその機械的強度の少なくとも一部を維持するレンズ材料が使用される。レンズが形成される前又は後に、付加的なコンポーネント、例えばリード付き抵抗器若しくは電気配線又はパッケージングされた半導体デバイスなどが、導電基体に取り付けられてもよい。

レンズを形成すること及びＬＥＤ以外の電気部品を取り付けることの後に、その組立体全体が、例えば伝統的な射出成形機などのプラスチック成形機の中に置かれる。プロセス７４にて、導電基体、オプションの非ＬＥＤ部品、及び一部の実施形態におけるレンズの一部を覆って、ポリマーが成形される。一部の実施形態において、このポリマーボディは、電球又はランプの機械的な本体と、ＬＥＤ及びその他の電気部品からの熱を周囲空気又はリード１６へと運ぶヒートシンクとの双方を形成する。

ここに記載した実施形態には数多くの好適用途が存在する。一部の実施形態は、ソケットに挿入されることが可能な交換可能な電球（バルブ）として使用され得る。電球は、電球が機能しなくなった場合に交換されることができ、あるいは、ソケットから放たれる光の性質を変えるために交換されてもよい。一部の実施形態は、自動車照明に使用され得る。例えば、図４及び５に示した実施形態は、車両に配線される完成ランプとして、あるいは、交換可能でないようにランプに更に一体化され得る車両ランプの従属部品として使用されることができる。好適な車両用途の例は、方向指示器、日中の走行ランプ、ヘッドランプ、又はテイルランプを含む。特に、図４及び５に示した実施形態は、車両のテイルランプの一部として使用されることができる。レンズ５８、６０及び６２のうちの１つ以上がテイル灯として動作され、レンズ５８、６０及び６２のうちの１つ以上がブレーキ灯として動作され、そして、レンズ５８、６０及び６２のうちの１つ以上が後退灯として動作され得る。

本発明を詳細に説明したが、当業者が認識するように、本開示を所与として、ここに記載の発明概念の精神を逸脱することなく、本発明に変更が為され得る。故に、本発明の範囲は、図示して説明した特定の実施形態に限定されるものではない。

Claims (18)

1. 導電基体上にマウントされた発光ダイオード（ＬＥＤ）と、
   前記ＬＥＤを覆って配設されたレンズと、
   前記導電基体を覆って且つ前記レンズと直に接触して成形されたポリマーボディと
   を有するデバイス。
2. 前記基体は金属フレームである、請求項１に記載のデバイス。
3. 前記ポリマーボディは、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ＰＰＡ及びＰＰＳの群から選択された耐熱プラスチックである、請求項１に記載のデバイス。
4. 前記ポリマーボディは、不透明であり且つ前記レンズの一部を覆っている、請求項１に記載のデバイス。
5. 前記導電基体の一部が前記ポリマーボディから突出している、請求項１に記載のデバイス。
6. 前記ポリマーボディから突出している前記導電基体の前記一部は、ＰＡＲ１６ソケット及びＰ２１ソケットのうちの一方と適合する、請求項５に記載のデバイス。
7. 前記ポリマーボディ内で前記導電基体に取り付けられた非発光電子部品、を更に有する請求項１に記載のデバイス。
8. 前記非発光電子部品は、静電放電保護回路、電力調整回路、ドライバ回路、制御回路、リード付き抵抗器、及びリード付きダイオードのうちの１つである、請求項７に記載のデバイス。
9. 前記ポリマーボディは、１Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有する、請求項１に記載のデバイス。
10. 前記導電基体は、１００Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有する金属である、請求項１に記載のデバイス。
11. 前記レンズは、シリコーン及びエポキシのうちの一方を有する、請求項１に記載のデバイス。
12. 前記導電基体は、前記ポリマーボディの外部にある前記導電基体の部分に前記ポリマーボディが直に接触しないように、電気絶縁性のコーティングで少なくとも部分的に被覆されている、請求項１に記載のデバイス。
13. 前記導電基体は、前記ポリマーボディの外側まで延在し、前記ポリマーボディの外側まで延在する前記導電基体の部分は、前記ＬＥＤへの電気接続用の電気コンタクトを有する、請求項１に記載のデバイス。
14. 前記ポリマーボディは、１００００Ω・ｍ以上の電気抵抗率を有する、請求項１に記載のデバイス。
15. 請求項１に記載のデバイスを有するシステムであって、
    車両に配線され且つ完成ランプセットとして車両回路内で機能するランプ、
    交換可能でないようにランプに更に一体化される、車両ランプの従属部品、
    方向指示器、日中の走行ランプ、ヘッドランプ、又はテイルランプなどの車両照明として使用されるランプ、
    なる用途のうちの１つ以上で使用されるシステム。
16. 導電基体に発光ダイオード（ＬＥＤ）を取り付けることと、
    前記ＬＥＤ及び前記導電基体を覆ってボディを成形することと
    を有し、
    前記ボディは、熱伝導性且つ電気絶縁性であり、且つ
    前記ＬＥＤと前記導電基体の一部とを覆って配設されたレンズが前記ボディから突出する、
    方法。
17. 前記レンズは前記ボディと直に接触し、
    前記ボディは不透明なプラスチックであり、且つ
    前記ボディは前記レンズの一部を覆う、
    請求項１６に記載の方法。
18. 当該方法は更に、前記導電基体に非発光電子部品を取り付けることを有し、前記成形することは、前記非発光電子部品を前記ボディ内に封入することを有する、請求項１６に記載の方法。

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